Развитие систем радиолокации, навигации и связи требует разработки и создания элементной базы интегральных схем СВЧ для аналоговой обработки сигналов непосредственно в СВЧ диапазоне. С технической точки зрения весьма перспективными в этом плане являются устройства на магнитостати-ческих волнах (МСВ), обладающие рядом привлекательных свойств: широким диапазоном рабочих частот (до 60 ГГц), относительно низкими потерями, возможностью электронной перестройки обрабатываемых частот и согласования с существующими твердотельными генераторами и усилителями.
В последнее время все большее внимание уделяется изучению распространения МСВ в неоднородных магнитных полях. Связано это с возможностью канализации МСВ в каналах, создаваемых этими полями внутри ферри-товой пленки.
В качестве источников неоднородного поля возможно использование микромагнитов. Локально намагничивая ферритовую пленку, они создают в ней неоднородные в поперечном сечении каналы, в которых могут распространяться МСВ.
Кроме того, дальнейшее развитие технологии тонких магнитных пленок, по-видимому, позволит располагать на общей подложке полупроводниковые и спин-волновые элементы устройств вместе с миниатюрными пленочными магнитами, что обеспечит стабильность параметров приборов и значительно снизит их габариты.
Целью диссертационной работы является изучение волноведущих свойств магнитных каналов, создаваемых в ферритовых пленках неоднородными полями различной формы и исследование типов и особенностей распространяющихся в них магнитостатических волн.
Для волноводных мод, распространяющихся в канале, очень важно знать их распределение в поперечном сечении. В связи с этим возник интерес не только к дисперсионным свойствам МСВ, которые изучаются уже довольно долго, но и к распределению полей МСВ внутри ферритовой пленки, которое до сих пор почти всегда опускалось. Поэтому в диссертации большое внимание уделено рассмотрению распределения магнитного потенциала исследуемых МСВ.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:
1. Произведена сепарация МСВ мод, экспериментально наблюдаемых в канале, созданном неоднородным магнитным полем. Выявлены особенности их распределения по ширине канала.
2. Методами компьютерного моделирования обнаружено расталкивание объемных мод МСВ внутри канала, созданного неоднородным полем под-магничивания.
3. Экспериментально обнаружено попеременное перетекание энергии при распространении МСВ в двух связанных параллельных магнитных каналах.
4. Методами компьютерного моделирования показано, что намагниченная область ферритовой пленки между двумя связанными каналами может вести себя и как проводник переменного поля и как среда с собственными колебаниями.
5. Доказано влияние формы неоднородности постоянного магнитного поля на дисперсионные характеристики МСВ мод, распространяющихся в образованном этим полем волноводе.
6. Экспериментально показана возможность распространения объемных МСВ в каналах магнитной решетки перпендикулярно магнитному полю, отсутствующая в однородном поле.
7. Обнаружена особенность распределения объемных МСВ по толщине в касательно намагниченной ферритовой пластине при критическом направлении волнового вектора, совпадающим с направлением отсечки для поверхностных МСВ.
Новые научные результаты, полученные в ходе диссертационного исследования, позволили сформулировать следующие научные положения, выносимые на защиту.
1. МСВ, возбуждаемые в магнитном канале, образованном в ферритовой пленке неоднородным касательным полем типа «вал», имеют многомодовый характер. Эффективная ширина поверхностных МСВ мод в магнитном канале зависит как от волнового числа, так и от номера моды. В области малых волновых чисел распределение поверхностных МСВ мод по толщине пленки проходит через ноль, что характерно для объемных волна ширина моды увеличивается с ростом волнового числа.
2. Наличие магнитного канала обеспечивает возможность распространения объемных МСВ перпендикулярно касательному магнитному полю. Вол-новодные объемные моды имеют прямую дисперсию, в отличие от обратной дисперсии у ОМСВ в однородно намагниченной ферритовой пленке. Наличие канала приводит к взаимодействию между собой объёмных МСВ мод, существующих в однородно намагниченной ферритовой плёнке.
3. Два связанных магнитных канала с промежутком между ними одновременно являются волноводом сложной формынамагниченная область ферритовой пленки между каналами в зависимости от частоты ведет себя и как инертное пространство и как среда с собственными колебаниями.
4. Выбирая соответствующим образом конфигурацию поля подмагничи-вания, создающего МСВ-волновод, можно управлять формой дисперсионных кривых волноводных мод, добиваясь их прямолинейности в требуемых диапазонах частот.
5. Вид распределения объёмных МСВ по толщине касательно намагниченной ферромагнитной пластины имеет скачкообразное изменение при совпадении направления волнового вектора с направлением отсечки для поверхностных волн.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
1. Выявлены закономерности распространения МСВ в магнитных каналах.
2. Создан пакет программ, позволяющий рассчитывать магнитное поле, создаваемое реальными магнитами различной формы.
3. Создан пакет программ, позволяющий моделировать распространение МСВ волн в магнитных каналах, созданных двумерно неоднородным полем подмагничивания различной конфигурации.
4. Получены точные выражения, описывающие распределения объемных и поверхностных МСВ внутри однородно намагниченной ферритовой пленки.
Перечисленные результаты могут быть использованы для расчетов СВЧ устройств на МСВ.
Основные результаты диссертации опубликованы в работах, список которых приведен в конце диссертации.
Диссертация состоит из введения, семи разделов, заключения и списка использованных литературных источников.
6.4. Выводы.
Для поверхностных МСВ:
1. Главная ось эллипса прецессии магнитного поля поверхностных МСВ ориентирована перпендикулярно поверхности пластины ферромагнетика.
— 1342. Для заданных значений частоты и угла распространения максимальное значение эксцентриситет эллипса принимает на нижней поверхности пластины. При перемещении к верхней поверхности амплитуда поля растет, а эксцентриситета эллипса уменьшается. Эллипс на верхней границе стремится стать окружностью при распространении МСВ перпендикулярно полю подмагничивания (ос = 0) и стремлении волнового числа к бесконечности.
3. С увеличением, угла, а эксцентриситет на нижней границе пластины практически не меняется, градиент изменения эксцентриситета по толщине пластины нарастает, но полный размах значений эксцентриситета сжимается до нуля при приближении угла ос к его критическому значению ас вместе с сокращением частотного диапазона.
Для объемных МСВ:
1. В отличие от поверхностных МСВ, изменение эллипса прецессии объемных МСВ при движении по толщине пленки носит периодический характер. При этом он проходит все возможные состояния, включая изменение направления вращения и вырождение в колебания по одной из координат.
2. У объемных МСВ наблюдается особенность при углах распространения, близких к углу отсечки для поверхностных волн ас. При изменении направления распространения в сторону уменьшения угла, а во время прохождения значения ос = ас происходит скачкообразное увеличение пространственной фазы на верхней поверхности ферромагнетика, наиболее заметное в области малых волновых чисел, при почти не изменяющемся значении фазы на нижней поверхности, что приводит к резкому изменению картины распределения магнитного поля объемной МСВ по толщине пластины ЖИГ.
Глава 7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАКЕТА НЕОДНОРОДНО НАМАГНИЧЕННЫХ ФЕРРИТОВЫХ ПЛЕНОК В МНОГОКАНАЛЬНОМ ЧАСТОТНО-РАЗДЕЛИТЕЛЬНОМ ФИЛЬТРЕ СВЧ.
В многоканальных приемниках РЛС специального назначения используются блоки фильтров, принцип работы которых основан на распространении волн различной природы в твердых телах, в частности, магнитостатиче-ских волн (МСВ) в ферритовых пленках [42]. Были предложены два типа многоканальных частотно-разделительных СВЧ-фильтров на МСВ: на объемных МСВ (ОМСВ) [42, 43] и поверхностных МСВ (ПМСВ) [44]. Фильтр на ОМСВ представляет собой набор однотипных одноканальных фильтров, настроенных на разные частоты, которые объединены общей магнитной системой и корпусом. Такие планарные фильтры не совместны с объемными интегральными схемами (ОИС), они имеют достаточно большие габариты [42,43]. Фильтр на ПМСВ имеет недостаточное пространственное разделение каналов.
Ниже приведены результаты исследований по созданию совместимых с ОИС многоканальных частотно-разделительных СВЧ-фильтров на ПМСВ в виде пакета-этажерки (несколько фильтров, расположенных друг над другом) одиночных фильтров (каждый из которых является многоканальным), помещенных в одну магнитную систему. В качестве примера (рис. 7.1) описывается макет шестиканального частотно-разделительного фильтра СВЧ с простейшей магнитной системой 1, в межполюсном пространстве которой установлен пакет из трех параллельных друг другу планарных двухканальных фильтров 4, 5 я 6.
Рис. 7.1.
Макет шестиканального частотно-разделительного фильтра.
Магнитная система 1 состоит из П-образного ярма из мягкого железа (СТ-3) 2 и двух магнитов 3 из 8тСо5, выполненных в форме прямоугольных параллелепипедов размерами 30×30×7,5 мм и намагниченных перпендикулярно их широким граням. Зазор между широкими гранями магнитов равен 17 мм. Габариты магнитной системы 60×30×42 мм, а рабочей области — 50×13×17 мм. Фильтры 4, 5, 6 содержат поликоровую подложку с полоско-выми линиями, к которым присоединены проволочные входная 7 и выходные 8 антенны длиной Змм и диаметром 12мкм. Намагниченные в плоскости прямоугольные ферритовые пленки 9 установлены так, что они касаются поверхностью и перекрывают входную и выходные антенны. Ферритовые пленки 9 вырезаны из одной пленки железоиттриевого граната (ЖИГ) с намагниченностью насыщения 1750 Гс, с шириной резонансной линии 0,6 Э и толщиной 10 мкм, выращенной на подложке из галлий-гадолиниевого граната толщиной 0,5 мм. Размеры ферритовых пленок составляли 10×15 мм.
Подмагничивающее поле Н является неоднородным в любой плоскости между полюсами магнитной системы. Обычное требование к любой конструкции магнитной системы ферритовых устройств — создание однородного поля в месте расположения ферритового образца, что облегчает реализацию устройств ([45]). Однако допускается использование «слабой» неоднородности подмагничивающего поля для существенного улучшения характеристик ферритовых устройств ([45]). В нашем случае в каждом одиночном фильтре в плоскости пленки ЖИГ целенаправленно создается различное по величине неоднородное подмагничивающее поле, которое, как показано в [46, 6, 7, 4], существенно влияет на распространение ПМСВ.
Введем систему координат. Начало ее (точку 0) расположим посередине расстояния между центрами магнитов 3. Оси X, V, Z параллельны ребрам магнитов, плоскость'.YD^-параллельна широким граням магнитов, а плоскость Y0Z (х = const) параллельна поверхностям ферритовых пленок ЖИГ. Магнитное поле в рабочей области направлено в основном перпендикулярно широким граням магнитов (по оси Z).
Поскольку любая неоднородность подмагничивающего поля Н существенно влияет на распространение ПМСВ [46, 6, 7, 4], необходимо знать ее конкретный вид. В описываемой магнитной системе благодаря ее симметрии и сравнительно большим поперечным размерам полюсов (30×30 мм) по сравнению с величиной зазора (17 мм) составляющие поля НхиНу вдоль осей X и Y малы по сравнению с составляющей поля Нвдоль оси Z (не более 10%). Поэтому основное влияние на распространение ПМСВ в пленках ЖИГ должна оказывать неоднородность поля Н~, описываемая зависимостями Hz (x) и Hz (z). Первая из них определяет величину поля в плоскости каждой из пленок ЖИГ, а вторая — вид неоднородности поля Н, которая может или концентрировать энергию ПМСВ, заставляя пучки ПМСВ различных частот распространяться в узком пространственном канале на поверхности пленки ЖИГ и уменьшая потери на распространение ПМСВ (поле в виде «вала» [46, 6]), или рассеивать пучки ПМСВ различных частот веером в стороны и увеличивать потери на распространение ПМСВ (поле в виде «долины» или линейно неоднородное [46, 7]).
Измеренное распределение z-составляющей магнитного поля Н: в рабочей области приведено на рис. 7.2. На рис. 7.2, а показана зависимость Н: от х при y = z= 0. Краям полюсов магнитов соответствуют jc = ±15 мм. Видно, что поле в центре рабочей области близко к 2200 Э, практически постоянно в области -10 мм < х < 10 мм и спадает при удалении вдоль оси X от центра на ±15 мм до 1500. 1600 Э, а при удалении на ±25 мм до 500 Э. а) б).
Рис. 7.2.
Зависимости поля Н2 от координат х (<з) и г (б).
На рис. 7.2, б представлена зависимость составляющей Н: от z при различных значениях х. Кривая, 1 снята при х = 0, что соответствует плоскому участку на зависимости Н:(х), приведенной на рис. 7.2, а. Из рис. 7.2, б видно, что в этом случае поле Hz в пределах —6 мм < z < 6 мм сохраняется практически постоянным (с уменьшением в центре на 0.04% от его абсолютной величины). Кривые 2 и 3 сняты при значениях х = 10 и 15 мм, которые соответствуют краю плоского участка (кривая 2) и началу спада (кривая 3) зависимости Н2(рс), приведенной на рис. 7.2, а. При этих значениях х поле Н~ имеет вид долины с большим (около 10% для кривой 2 и 20% для кривой 3) минимумом в окрестности z = 0. Кривые 5 и 6 сняты при значениях х = 17.5 и 20 мм, которые приходятся на спад зависимости Н~(рс). При этих значениях х поле Н: имеет вид вала с большим (около 16% для кривой 5 и более 40% для кривой 6) максимумом в окрестности z — 0. Изменение конфигурации поля Н2, от долины к валу наблюдается при х = 17 мм, где при всех z в интервале от -6 до 6 мм поле сохраняет почти постоянное значение, близкое к 1400 Э (кривая 4). В силу симметрии магнитной системы при отрицательных значениях х распределение поля Hz полностью аналогично описанному. Такое поведение поля H:{z) в зависимости от параметра х позволяет утверждать, исходя из [46, 6, 7, 4], что затухание ПМСВ при распространении вдоль оси Y должно быть достаточно малым в окрестностях плоскостей х = ±18.20 мм, средним — около плоскостей х = 0их=17 мм, а вне их — достаточно большим.
Эти предположения о затухании ПМСВ проверены при исследовании распространения ПМСВ в одиночном фильтре, где входная и выходная (одна) антенны сделаны, как и в [6, 7], подвижными и находились непосредственно на пленке ЖИГ. Пленка ЖИГ в этом фильтре располагалась в разных плоскостях рабочей области магнитной системы х = const. Фильтр можно было как целое перемещать поступательно вдоль оси X с разрешением не хуже 0.1 мм, что позволяло определять плоскости х = const в рабочей области магнитной системы, в которых нужно расположить фильтр для получения заданных амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) каналов частотно-разделительного фильтра. Механическая система крепления антенн позволяла перемещать их в произвольных направлениях в плоскости Y0Z, а также вращать вокруг оси X, что давало возможность определить оптимальное расположение антенн в каждом из фильтров (после чего в эти места устанавливались стационарные антенны). Разделение каналов по частоте в фильтрах происходило из-за пространственной дисперсии ПМСВ различных частот при их распространении в подмагничивающем поле Н: [44, 46, 6, 7, 4]. При малых расстояниях между входной и выходной антеннами пространственное разделение пучков ПМСВ различных частот в любом неоднородном поле Н: выражено сильнее, чем в однородном поле Н0, и наибольшее разделение пучков ПМСВ происходит, когда входная антенна параллельна оси Z. Положения выходной антенны подбираются в зависимости от требуемых АЧХ каналов частотно-разделительного фильтра. Из-за малого расстояния между входной и выходными антеннами (от 2 до 4 мм) выходные антенны были почти параллельны друг другу и входной антенне.
Центральные частоты и полосы пропускания каналов частотно-разделительного фильтра можно выбрать, зная частотный диапазон существования ПМСВ в неоднородном поле Нс (зависимости частот нижней и верхней границ диапазон существования ПМСВ /ннж и /верх от х или зависимости частоты нижней границы диапазона существования ПМСВ /шж и абсолютной величины частотного диапазона существования ПМСВ А/=/верк —/ннж от х).
Д/, МГц, а /, МГц.
200 2000 у/" Г7Г7777Т7Л.
ГраНИЦЫ мш шная.
У/у, ,////////у^/уу/у////х///7.
77 777 777 777 777,.
V,.
— 20 -10 0 а).
10 20.
— 20 -10 а А, дБ.
10 20.
У777 777/77Я777/У7/777 777 У.
Границы магнита.
Л, мм.
X, мм б).
Рис. 7.3.
Зависимости частоты нижней границы диапазона существования ПМСВ /&bdquo-&bdquo-ж (сплошная кривая) и абсолютной величины частотного диапазона существования ПМСВ А/(штриховая кривая) (а) и амплитуды ПМСВ (б) от координаты х.
Характеристики ПМСВ измеряли при помощи одиночного фильтра. На рис. 7.3, а показана, зависимость от х частоты нижней границы диапазона существования ПМСВ /нкк (сплошная кривая) и величины А/, измеренной по уровню —3 дБ от максимума (штриховая кривая), при расположении подвижных антенн в центре магнитной системы (центр симметрии антенной пары совпадал с точкой у = 2 = 0. Из рис. 7.3, а видно, что вблизи центра магнитной системы при -10 мм <л: < 10 мм частота нижней границы диапазона существования ПМСВ А/ практически не меняется и составляет ~ 8600 МГц, а при удалении от него на расстояние, большее 10 мм, резко спадает. Такое поведение /птк обусловлено зависимостью поля Н2(рс), показанной на рис. 7.2, а. Зависимость абсолютной величины частотного диапазона существования ПМСВ А/от л: — имеет два четко выраженных максимума в окрестностях плоскостей л: = -20 и 20 мм, где А/достигает 500 МГц, и почти плоский участок в области -10 мм < л: < 8 мм, где А/=200МГц (с небольшим максимумом ~ 225 МГц вблизи х = 0). Причина такого поведения абсолютной величины частотного диапазона существования ПМСВ А/ вызвана тем, что частотный диапазон существования ПМСВ расширяется, когда энергия ПМСВ концентрируется полем типа вала, и сужается, когда энергия ПМСВ рассеивается полем типа долины. Небольшое увеличение частотного диапазона существования ПМСВ при х = 0 обусловлено тем, что поле в этой плоскости почти однородно.
Для определения потерь в каналах частотно-разделительного фильтра необходимо знать зависимость от х амплитуды ПМСВ в частотном диапазоне их существования. Она приведена на рис. 7.3, б. Амплитуду ПМСВ измеряли по максимальному значению, которое в рассматриваемом случае соответствовало частоте, лежащей приблизительно на 100 МГц выше /ннж. Из рис. 7.3, б видно, что потери ПМСВ минимальны в двух областях, симметрично расположенных относительно центра магнитной системы: при -4.5 мм < * < -19.5 мм и 14.5 мм < * < 25.5 мм (края областей измерены по уровню —3 дБ от максимума). Сопоставление границ этих областей с распределением поля, показанным на рис. 7.2, б, позволяет сделать следующий вывод: снижение потерь ПМСВ обусловлено тем, что в этих областях поле имеет конфигурацию типа вала (кривые 5 и 6 на рис. 7.2, б), приводящую к концентрации энергии ПМСВ в волноводном канале. Область, соответствующая отрицательным значениям х, несколько уже, чем область, соответствующая положительным значениям х, по-видимому, по причине близости к этой области замыкающего ярма сердечника магнитной системы, вызывающего искажение поля. Наименьшая амплитуда ПМСВ наблюдается в окрестностях плоскостей х = —14 и 11 мм, что связано с рассеянием энергии ПМСВ в этих областях, обусловленным распространением их в поле типа долины (кривые 2 и 3 на рис. 7.2, б). При размещении фильтра вблизи центра магнитной системы (при -9.5 мм < л: < 9 мм) амплитуда ПМСВ возрастает, поскольку в этой области поле почти однородно (рис. 7.2, б, кривая Г). При х < —25 и > 25 мм поле становится настолько неоднородным, что потери ПМСВ снова возрастают.
Из изложенного выше видно, что в магнитной системе есть три области, где ПМСВ имеют минимальные потери: в центре рабочей области (плоскость х — 0), а также в плоскостях х = ±16. .20 мм. В этих областях затухание сигнала, проходящего с входной антенны на выходную при их расположении на расстоянии 3 мм друг от друга, составляет в центральной области 14. 15 дБ, в краевых 8. 10 дБ, а в промежутках между ними и вне них 20.30 дБ. В макете фильтры устанавливали так, что одна из пленок ЖИГ располагалась точно в центре магнитной системы, а две другие — на удалении соответственно 17 и 19 мм от него. Расстояние между входной и выходными антеннами составляло 3.5 мм. Положение выходных антенн выдерживалось с точностью не менее 0.5 мм. В процессе настройки фильтра положение пленок ЖИГ относительно антенн слегка менялось для достижения лучших электрических параметров. Макет помещался в корпусе размерами 70×40×52 мм. Параметры макета фильтра приведены в таблице. канала Центральная частота канала, МГц Полоса пропускания канала, МГц Потери в канале, дБ Частота перекрывания каналов, МГц Потери на частоте перекрытия каналов, дБ.
1 4380* 60 17.5 4415 40.
2 4475 30 17.7.
3 57 201 70 15.5 5785 30'.
4 5820 25 12.2.
5 8150 30 14.0 8190 29.
6 8245 40 17.2.
Частоты перекрытия и потери на этих частотах даны только для выходных каналов каждого из фильтров. Перекрытие каналов, принадлежащих различным фильтрам, практически было неизмеримо мало (лежало ниже чувствительности использованной аппаратуры, составляющей —70 дБ).
Форма АЧХ всех шести каналов фильтра показана на рис. 7.4. Небольшие искажения основных максимумов АЧХ обусловлены, по-видимому, несовершенством электродинамического согласования подводящих полоско-вых линий с антеннами, возбуждающими и принимающими ПМСВ, и при оптимизации этого согласования могут быть существенно уменьшены. Сравнение данного фильтра с известным на ОМСВ [42, 43] показывает, что он не уступает известному ни по одному из параметров, а имеет преимущества в совместимости с ОИС и перспективные возможности для улучшения параметров.
4400 4500 5700 5800 8100 8200 /, МГц.
Рис. 7.4.
АЧХ шести каналов частотно-разделительного фильтра.
Дальнейшее усовершенствование фильтра требует выполнения антенн методом фотолитографии в едином цикле с полосковыми линиями, улучшение электродинамического согласования антенн с подводящими полосковыми линиями, оптимизации размеров магнитной системы с целью уменьшения расстояния между отдельными ферритовыми пленками и увеличения их общего числа (повышения плотности пакетной сборки), а также уменьшения общих габаритов устройства за счет оптимизации конструкции каждого одиночного фильтра (увеличение числа каналов при условии сохранения хорошей развязки между ними). При выполнении всех перечисленных требований возможно существенное увеличение числа разделяемых каналов, так как каждый одиночный фильтр можно сделать четырехканальным при общем числе одиночных фильтров не менее 5, т. е. общее число каналов может достигать 20 и более. Возможна также существенная минимизация общих габаритов устройства до 40×40×40 мм (при 20. .30 каналах).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
В диссертационной работе получены следующие основные результаты.
1. Впервые в результате экспериментальных измерений и численного моделирования на ЭВМ было показано, что протяженное двумерно-неоднородное магнитное поле образует в ферритовой пленке магнитный канал, в котором могут распространяться МСВ-моды, причем распространение* носит многомодовый характер. Ширина канала, занимаемого модой, зависит от частоты, причем эта зависимость носит немонотонный характер. В области малых волновых векторов распределение амплитуды. ПМСВ моды по толщине пленки имеет форму, свойственную объемным волнам. Эффективная ширина ПМСВ моды увеличивается с ростом ее номера. Дисперсионные кривые ОМСВ мод прямоугольного канала пересекаются между собой. При* этом одни из них образуют области расталкивания, а другие пересекаются без расталкивания. Для ОМСВ моды существует частота, при которой наблюдается максимальное проникновение поля, как за границы канала, так и за поверхности пленки, и эта частота соответствует характерному углу отсечки суммарного волнового вектора, совпадающего с известным углом отсечки поверхностных МСВ.
2. Экспериментально была продемонстрирована возможность создания связанных каналов МСВ с помощью неоднородного магнитного поля. Обнаружено явление периодического перетекания энергии МСВ из канала в канал. Показано, что эта связь между каналами зависит от частоты и ею можно управлять, меняя профиль неоднородности поля подмагничивания. В результате численного моделирования было обнаруженочто намагниченная область ферритовой пленки между каналами в зависимости от частоты и конфигурации поля ведет себя и как инертное пространство, и как среда распространения МСВ. Волновые функции МСВ мод при этом могут приобретать самые различные формы.
3. Показано, что, выбирая соответствующим образом конфигурацию поля подмагничивания, создающего МСВ-волновод, можно «конструировать» дисперсионные кривые, отличные от экспоненциального вида, характерного для одиночных прямоугольных волноводов, создавая в заданных областях дисперсионных кривых выпуклые и вогнутые участки контролируемой кривизны.
4. Распределение волновой функции в каждом канале несимметричного двойного волновода имеет вид периодической функции, характеризуемой числом «полуволн». С ростом частоты «полуволны» перетекают из одного канала в другой так, что в высокочастотной области вся волна концентрируется в канале с максимальным полем подмагничивания. Для ПМСВ число нулей волновой функции постоянно во всем частотном диапазоне, для ОМСВ этот показатель зависит от частоты.
5. Теоретически показано и экспериментально обнаружено, что решётки (МР), образованные на ферритовой поверхности слабо контрастными магнитными каналами обладают характеристиками, заметно отличающимися от существующих для чистой поверхности пленки ЖИГ, создавая возможность частотно-избирательного отражения ПМСВ. Выявлено, что с увеличением амплитуды и периода поля МР происходит смещение спектра ПМСВ в область высоких, а ОМСВ в область нижних частот.
6. В одиночных каналах и каналах МР могут распространяться ОМСВ перпендикулярно полю подмагничивания, что, как известно, запрещено в свободной касательно намагниченной пленке ЖИГ. В отличие от ОМСВ в свободной магнитной плёнке ОМСВ в каналах обладают прямой, а не обратной дисперсией.
7. Обнаружена особенность распространения объёмных МСВ в однородно намагниченной ферромагнитной пластине: распределение объемных мод по толщине скачкообразно меняется при совпадении направления волнового вектора с направлением отсечки для поверхностных волн.
Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю Герусу C.B. за постоянную поддержку в работе над диссертацией.
Автор также благодарит Вашковского A.B. и Локка Э. Г., принявших участие в обсуждении результатов, изложенных в работе и сделавших ряд ценных замечаний.
СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ.
А1. Анненков А. Ю-, Вашковский А. В., Зубков В1 И., Щеглов В. И. Многоканальный частотно-разделительный фильтр на пакетированных ферри-товых структурах / Сб. трудов V Всесоюзной школы-семинара «Спин-волновая электроника СВЧ», Звенигород, 8−13.10.1991. — С. 123−124.
А2. Анненков А. Ю., Герус С. В., Сотников-И. В. Канализация магнитостати-ческих волн в квазикасательном неоднородном магнитном поле / Сб. трудов, V Всесоюзной школы-семинара «Спинволноваяэлектроника СВЧ», Звенигород, 8−13.10.1991.-С. 15−16.
А*3. Анненков А. Ю., Вороненко А. В., Герус С. В., Сотников И. В. Рассеяние поверхностных магнитостатических волн магнитными решетками"/ Радиотехника и электроника. — 1992. — Т. 37, — С. 157−159.
А4: Анненков А. Ю., Вашковский А. В., Зубков В. И., Щеглов В: И! Частотно-разделительный фильтр на пакете неоднородно намагниченных фер-ритовых пленок / Сб. трудов XI Международной конференции по гиромагнитной электронике и электродинамике, Москва, МЭИ, 16−20.10.1992.
А5. Анненков А. Ю., Герус С. В., Сотников И. В. Распространение магнитостатических волн в стационарном, пространственно-периодическом магнитном поле / Радиотехника и электроника. — 1992. — Т. 37, № 8. -С. 1371−1380.
А6. Анненков А. Ю., Герус С. В., Сотников И. В., Васильев И. В., Васильева М. В., Ковалев С. И. Модовый состав волновода ПМСВ, создаваемого неоднородным магнитным полем / Сб. трудов VI Всесоюзной школы-семинара «Спинволновая электроника СВЧ», Саратов, 4−8.09.1993. — С. 70−71.
А7. Анненков А. Ю., Герус С. В., Сотников И. В., ВасильевИ. В., Васильева М. В., Ковалев С. И. Исследование первой моды ПМСВ в канале, создаваемом неоднородным магнитным полем / Сб> трудов VI Всесоюзной школы-семинара «Спинволновая электроника СВЧ», Саратов, 4−8.911 993. -С. 72−73.
А8. Annenkov A. Yu., Gerus S. V. Mode structure ofmagnetostatic waveguide, created by a nonuniform bias field / Proceedings of Xll-th International Conference on Microwave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics). Bulgaria, Gyulechitsa, 19−23.09.1994.-P. 12−16.
A9. Анненков А. Ю., Васильев И. В., Герус С. В., Ковалев С. И. Моды поверхностных магнитостатических волн в канале, создаваемом неоднородным магнитным полем / ЖТФ. — 1995. — Т. 65^ № 4. — С. 71−82J библ. 27.
I (.
А10. Анненков А. Ю., Вашковский А. В., Зубков В. И., Щеглов В: И. Использование пакета неоднородно намагниченных ферритовых пленок в многоканальном частотно-разделительном фильтре сверхвысокой частоты / Радиотехника и электроника. — 1995. — Т. 40, № 7. — С. 1146−1152.
А11. Анненков А. Ю., Герус С. В. Распространение магнитостатических волн в перекрывающихся магнитных каналах / Тезисы докладов первой объединенной конференция по магнитноэлектронике, Москва, 19−21.09.1995. -С. 141−142, библ.4.
А12. Annenkov A. Yu., Gerus S. V. Structure of magnetostatic backward volume waves. / Proceedings of ХШ-th International International Conference on Mi.
1 crowave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics). Romania, i.
I Busteni, 23−26.09.1996. — P. 79−84. Bibl. 1. t i.
А13. Annenkov A. Yu., Gerus S: V. Magnetostatic waves in overlapped magnetic channels. / Proceedings of Xlll-th International International Conference on Microwave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics). Romania, Busteni, 23−26.09.1996. — P. 85−92. Bibl'. 1.
A14. Анненков А. Ю., Герус С. В. Распространение магнитостатических волн в двух связанных каналах, образованных магнитным полем. / Радиотехника и электроника. — 1996. — Т. 41, № 2. — С. 216−219.
А15. Анненков А. Ю., Герус С. В., Ковалев С. И. Численное моделирование квазиповерхностных магнитостатических волн в ферритовой пленке с двумя магнитными каналами. / ЖТФ. — 1998. — Т. 68, № 2. — С. 91−96.
А16. Анненков А. Ю., Герус С. В., Ковалев С. И. Моды квазиповерхностных магнитостатических волн в двухканальном ферритовом волноводе / Сб. трудов XVI Международной школы-семинара «Новые Магнитные Материалы Микроэлектроники, Москва, МГУ. — 23−26.06.1998. — С. 87−88.
А17. Annenkov A. Yu., Gerus S. V. Features of Distribution of magnetostatic Waves in Tangentially Magnetized Ferromagnetic Plate / Proceedings of XlV-th International Conference on Microwave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics), Hungary, Eger. — 11−15.10.1998. — Vol. 1. — P. 37−40, Bibl. 1.
A18. Анненков А. Ю., Герус С. В. Расчет магнитостатических волновых функций для касательно намагниченной ферромагнитной пленки / Proceedings of XIV-th International Conference on Microwave Ferrites (Giro-magnetic Electronics & Electrodinamics), Hungary, Eger. — 11−15.10.1998. -Vol. 2.-P. 64−75, Bibl. 6.
А19. Анненков А. Ю., Герус С. В. Распределение полей магнитостатических волн в касательно намагниченной ферромагнитной пластине / ЖТФ. -1999. — Т. 69, № 1. — С. 82−87.
А20. Анненков А. Ю., Герус С. В., Ковалев С. И. Влияние формы постоянного неоднородного поля, создающего канал в ферромагнетике, на дисперсионные свойства магнитостатических мод и вид распределения потенциала по ширине каналам / Сб. трудов VIII международной конференции по спиновой электронике. Москва (Фирсановка). — 12−14.11.1999. — Изд-во МЭИ. — С. 116−124.
А21. Анненков А. Ю., Герус С. В: Поверхностные магнитостатические волны в канале, создаваемом, ступенчатым полем подмагничивания / Сб. трудов! ХУП Международной школы-семинара «Новые Магнитные Материалы Микроэлектроники», МоскваМЭИ. — 20−23.06. 2000. — С. 397−398.
А22. Анненков А. Ю., Герус С. В., Ковалев С. ИТрансформация поверхностных магнитостатических волн, канализируемых ступенчатым полем подмагничивания / ЖТФ. — 2002. — Т. 72, № 6. — С. 85−89. Annenkov А. Yu., Gerus S. V., Kovalev S. I. Transformation of Surface Mag-netostatic Waves Channeled by a Step Bias Field / Technical Physics ISSN 1063−7842. -V. 47, № 6. -P. 737.
A23. Анненков А. Ю., Герус C.B., Ковалев С. И. МСВ-моды ступенчатого магнитного волновода / Сб. трудов XII Международной конференции по спиновой электронике и гировекторной электродинамике, Москва (Фирсановка). — 19−21.11.2003/М: Изд-во УНЦ№ 1 МЭИ (ТУ) .-2003.-С. 291−301.
А24. Анненков А. Ю., Герус С. В., Ковалев С. И. Объемные и поверхностно-объемные магнитостатические волны в волноводах, создаваемых ступенчатым полем подмагничивания / ЖТФ. — 2004. — Т. 74, № 2. — С. 98−104.
